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世通仪器关于高温微压力传感器校准实的研究

在航天领域，常常需要在恶劣环境下实时测量环境的各种相关参量，其中就包括微小压力测量。由于测试工作处于高温、高热流、强电磁干扰、剧烈振动等恶劣的条件下，并且待测压力微小，此外还要求小型化、低功耗，故而传统的硅微压力传感器已难以满足测试需求。

在大型数字波束天线中，人们非常希望通过组合来自分布式波形发生器和接收器的信号这一波束过程改善动态范围。如果关联误差项不相关，则可以在噪声和杂散性能方面使动态范围提升10logN。这里的N是波形发生器或接收器通道的数量。噪声在本质上是一个非常随机的过程，因此非常适合跟踪相关和不相关的噪声源。然而，杂散信号的存在增加了强制杂散去相关的难度。可以强制杂散信号去相关的任何设计方法对相控阵系统架构都是有价值的。
相比之下光纤压力传感器有着无可比拟的优势:测量精度高、抗电磁干扰能力良好、绝缘性能好、性能稳定等，因此光纤压力传感器*接近测试需求。F-P光纤压力传感器更是以极高的测量灵敏度和精度、成熟的微压测量技术成为*，且只需在探头结构上辅以耐高温技术手段，使其能够适应高温环境，即能*终满足测试的要求。

高温微压力传感器基于F-P干涉敏感原理，使用耐高温材料外壳和支撑架，部件连接采用固体焊接等耐高温工艺，实现了在无引压管情况下对800℃高温介质微小压力的直接测量，并且通过对性敏感组件等易损件采取专门的限位、加固措施，提高了抗冲击、振动能力。
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来到健身房，教练首先让他握住一个小仪器，说是要测量体内脂肪含量。王先生使用的体脂仪类似一个秒表，使用时，只需用手握住，就能测出具体数值。对此，他有些疑惑：“这么一个东西，能准确测出来吗？”记者注意到，市面上出的体脂仪大部分利用的是人体阻抗原理测脂肪比例，这种方法的专业术语叫“BIA”，其原理是脂肪组织因水分含量低而不导电，肌肉等细胞组织因含水量高而导电性能好，由此根据人体的电阻抗推定脂肪和其他组织的比例。
为了在地面实验室模拟传感器的实际测量环境，我们设计了一种适用于高温微压力传感器的仪器校准实验系统，通过高低温真空试验装置和人机软件的结合，为仪器校准了一个稳定可靠、安全便捷的实验。

1、传感器测量原理

(1) 微压力测量原理

高温微压力传感器采用的是F-P干涉敏感原理，根据Fabry-Perot共振效应，F-P共振腔反射光的波长变化与两反射面之间的距离呈函数关系。如图1所示，为传感器原理示意图，感压反射面及其支撑膜片和静止反射面就构成了一个完整的F-P共振式压力敏感结构。根据薄膜性形变原理，压力敏感膜片在外界压力的作用下发生形变，从而改变F-P腔腔长，引起干涉谱变化，通过测量干涉光谱，即可得到作用在压力敏感膜上的压力变化，从而达到测量压力的目的。该结构的特点是灵敏度极高，可感受两个镜面之间纳米级的位移变化，可满足500 Pa微小压力的测量需要。

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在现代轧钢生产线中，为提高钢板组织性能，一般在精轧后采用快速冷却技术(ACC)，热轧钢材轧后控制冷却能改善钢材组织，提高钢材性能，缩短热轧钢材的冷却时间，扫描式测温仪就是在ACC设备上方，能够实现即时温度测量，识别差异的动态冷、热点追踪，用于监测钢板冷却后温度的均匀性及板型轮廓。同时将测量参数反馈给ACC的二级系统，用于控制系统的自学习调整，得到更好的钢板性能和板型控制。扫描式测温仪的设备组成扫描式测温仪主要包括三个大的部分：测温探头、器LPU和WCA软件。

(2) 传感器的仪器校准原理

在传感器探头确定的情况下，参数k1,k的值可以通过公式直接计算求得，而温度敏感系数k2以及补偿修正常数C则需要通过校准实验才能确定。

将被校传感器与压力、温度标准具置于同一载荷环境，通过标准具得到压力、温度的标准量，通过解调模块得到传感器的输出值。将标准输人量与被校传感器的输出值绘制成传感器的校准曲线，再根据校准数据采用*小二乘法确定传感器的工作直线，用工作直线反映传感器的输人和输出之间的关系，从而确定k2及C的取值。通过校准曲线与工作直线的比较，可以计算得到被校传感器的静态基本性能指标。

仪器外校池州-计量公司箭头的关键点检测，也是用了类似的方法，虽然它的网络模型已经改得面目全非了，但是它的原理是一样的，通过不同等级的金字塔级别，可以把不同级别的点信息融合起来，从而提高它的精度，另一方面提高它的检测率。在箭头或者是其他的一些关键点当中，也是需要知道每个点和另外一个点之间连接的关系，也就是它关系的回归。并不是所有的点回归都能够很。比如有些点在图像上，车辆运行过程中，有些箭头的关键点可以准确地回归出来，有些可能识别出来错误，这受限于我们之前学习到的经验等。